Question

15．在“测定额定电压为2.5V小灯泡电功率”的实验中．

（1）如图甲所示，电路连接尚未完成，E应与滑动变阻器的“C”或“D”接线柱相连接（选填“B”、“C”或“D”）．完成连接后闭合开关，发现灯泡很亮，说明存在操作上的错误是未将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处．若闭合开关后，发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电压表的示数为3V，产生故障的原因可能是下列情况的B（填写字母）．
A．小灯泡短路                 B．小灯泡的灯丝断了
C．电压表的正、负接线柱反接   D．变阻器滑片接触不良
（2）小明在正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至某一位置，此时电流表的示数为0.2A，电压表示数如图乙所示，则小灯泡的功率是0.44瓦．为了测定小灯泡的额定功率，此时应将滑动变阻器的滑片向左（选填“左”或“右”）移动．
（3）小明想在上述实验的基础上，进一步研究“电路中的电流跟电路两端电压的关系”，于是就多次移动滑动变阻器的滑片，获得多组灯泡两端电压和电流的数据，发现电流与电压不成正比．请指出他的实验方法的不合理之处灯丝电阻会随温度的变化而变化，无法控制灯丝电阻不变．

Answer 1

分析 （1）测灯泡功率中，利用滑动变阻器调节灯泡两端的电压，所以变阻器应串联入电路中；闭合开关前，滑片处于连入阻值最大处；发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电路可能存在断路，再由电压表的示数为3V判断故障；
（2）由图乙读出电压表示数，根据P=UI计算此时灯泡的功率；根据灯泡的实际电压，确定使灯泡正常发光的滑动变阻器的调节办法；
（3）研究“一段电路中的电流跟电路两端电压的关系”时，应控制电阻的阻值不变，而灯泡的电阻会随温度的变化而变化

解答 解：
（1）测灯泡功率中，利用滑动变阻器调节灯泡两端的电压，所以滑动变阻器应一上一下串联入电路中，由图可知，E应与变阻器的C或D接线柱相连；
闭合开关就发现灯泡发光很亮，说明闭合开关前没有将滑片移至阻值最大处；
发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电路可能存在断路，由电压表的示数为3V，说明电压表到电源两极没有断路，所以故障是小灯泡断路了．故选B；
（2）由图乙电压表使用0-3V量程，分度值0.1V，示数为2.2V，灯泡的功率为P=UI=2.2V×0.2A=0.44W；
为测定小灯泡的额定功率，需要增大灯泡两端电压，应减小滑动变阻器电压，根据分压原理应将滑动变阻器电阻减小，由图甲可知，滑片应向左移动；
（3）灯泡的电阻与温度有关，研究“一段电路中的电流跟电路两端电压的关系”时，无法控制小灯泡电阻不变，故得不出电流与电压成正比的结论．
故答案为：（1）C或D；滑动变阻器接了上面两个接线柱或未将滑片移至最大阻值处；B；（2）0.44；左；（3）灯丝电阻会随温度的变化而变化，无法控制灯丝电阻不变．

点评 本题考查了实物图的连接、电路故障的判断、电压表的读数以及电功率的简单计算，关键是知道探究电流与电压关系时应控制电阻的阻值不变和知道灯泡的电阻与温度有关．